[发明专利]采用空气氧化法制备水合肼的工艺

说明书

（一）        技术领域

    本发明属于精细化工生产领域，特别涉及一种采用空气氧化法制备水合肼的工艺。

（二）        背景技术

目前水合肼工业生产方法主要有拉西法、尿素法、酮连氮法和过氧化氢法4种。拉西法是以氨为氮源，用次氯酸钠氧化氨气生成水合肼，该方法因反应过程中生成氯胺，故该法也称为氯胺法，由于该方法得到的是1~2%肼的水溶液，需蒸发浓缩方可得到可销售的产品，因此能耗高，且副产大量NaCl、NH₄Cl等盐，收率低（总收率为67%），所以该方法已基本淘汰；尿素法是对拉西法的改进，是将尿素作为氮源，同样用次氯酸钠做氧化剂，改进后的工艺可得到浓度约为40%的水合肼产品，工艺较成熟，但与拉西法相比同样存在能耗高、副产多、环保压力大的问题；酮连氮法是由德国拜耳公司首先提出并于20世纪70年代实现工业化生产的一种合成水合肼工艺，是在酮（丙酮、甲乙酮等）存在条件下，将次氯酸钠与氨反应，生成中间产物酮连氮，酮连氮在高压下水解，产物经精馏浓缩可得到浓度为80%的水合肼，该方法的能耗约为拉西法的1/3，总收率接近90%，生产工艺明显优于拉西法；而过氧化氢法实际上是对酮连氮法改进的一种生产工艺，即采用H₂O₂代替NaClO做氧化剂，避免了NaClO做氧化剂产生大量副产盐的问题，环保压力小且最后生成的肼的浓度较高，总收率在90%以上。

目前，法国Produit Chimiques、Ugine Kuhlmann公司、阿托公司，德国朗胜公司，日本三菱瓦斯化学公司均采用过氧化氢法生产工艺生产水合肼。上世纪80年代初，化工部黎明化工研究院就有酮连氮法制备水合肼的研究报告，到80年代中期，化工部西南化工研究院试验成功过氧化氢及甲乙酮法生产水合肼工艺，但未中试。现国内仍主要采用尿素法工艺生产水合肼。

（三）        发明内容

    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种操作简单、产品纯度高、生产成本低的采用空气氧化法制备水合肼的工艺。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种采用空气氧化法制备水合肼的工艺，以二苯甲酮为原料，其特征在于：在催化剂的存在下，将二苯甲酮置于反应器中，在170~220℃下均匀搅拌，同时稳定持续通入氨气和空气，反应4~10小时，得到二苯甲酮联氮，然后在强酸性条件下加入表面活性剂和水，于70~100℃下水解4~8小时，加碱中和得到水合肼。

本发明中，二苯甲酮的通气过程先通入氨气反应4~10小时后再通入空气反应4~10小时，与氨气和空气分别同时通入反应4~10小时过程一致，结果一样，因此，将两者合并，减少工序，缩短反应时间。

所述催化剂为锌系和铜、镍系两种，它们与二苯甲酮的质量比分别为1:100~200和1:25~80。

所述搅拌速度为500~1000转/分钟。

所述氨气与空气的平均通气量配比为1:2~4。

所述表面活性剂为硬脂酸或十二烷基苯磺酸。

本发明操作简单，污染小，产品纯度高，不但解决了水合肼的含量要求，而且解决了污染问题，同时大大降低了生产的成本和资源的消耗，是目前最简单和先进的生产工艺。

（四）        具体实施方式

实施例1：

将200g二苯甲酮和两种催化剂（锌系和铜、镍系用量分别为2g和8g）在170~220℃的条件下通入0.3~0.5升/分钟氨气和1.0~1.5升/分钟的空气，此条件下反应4~10小时得到含量为50%的二苯甲酮联氮。加入十二烷基苯磺酸4g、盐酸 40g、水200mL在70~100℃条件下进行水解加碱中和得到水合肼。

实施例2：

将400g二苯甲酮和两种催化剂（锌系和铜、镍系用量分别为4g和16g）在170~220℃的条件下通入0.5~0.7升/分钟氨气和1.5~2升/分钟的空气，此条件下反应4~10小时得到含量为55%的二苯甲酮联氮。加入硬脂酸8g，盐酸80g，水400mL在70~100℃条件下进行水解加碱中和得到水合肼。

实施例3：

将1000g二苯甲酮和两种催化剂(锌系和铜、镍系用量8g和30g) 在170~220℃的条件下通入1~1.8升/分钟氨气和2.5~5升/分钟的空气，此条件下反应4~10小时得到含量为60%的二苯甲酮联氮。加入十二烷基苯磺酸10g，盐酸100g，水1000mL在70~100℃条件下进行水解加碱中和得到水合肼。